2.3 Sensor
Terdapat berbagai macam sensor yang digunakan dalam penelitian ini, untuk itu akan
dipaparkan landasan teori singkat untuk masing-masing sensor yang digunakan.
2.3.1 Sensor Jarak Optik
Untuk bergerak dengan baik dan dapat memetakan sirkuit, maka robot harus mampu mengukur dengan akurat jarak halangandinding yang terdapat di depan atau
disamping robot. Maka penulis mencoba menggunakan metode Optical Distance Sensing
atau penginderaan jarak secara optik. Artinya sensor yang digunakan menggunakan prinsip pemantulan segitiga triangulation.
Gambar 2.7 Optical Distance Sensing
80 cm
10 cm
Universitas Sumatera Utara
SHARP GP2D12 adalah sensor yang menggunakan metode pemantulan segitiga ini, adapun jarak maksimum yang dapat dideteksi adalah ± 80 cm dan jarak
terdekat adalah 10 cm.
Sinar inframerah yang ditembakkan oleh pemancar sensor inframerah pada sensor SHARP GP2D12 akan disejajarkan oleh lensa penyearah sehingga sinar
inframerah memancar ke satu arah saja. Kemudian sinar inframerah akan menumbuk permukaan halangan dinding dan akan dipantulkan. Pantulan sinar inframerah ini
akan ditangkap oleh lensa pem-fokus yang diteruskan ke CCD-Array Charged Coupled Device atau susunan piranti peka cahaya berupa susunan photodioda
PSDPosition Sensitive Detector. Perkenaan pada setiap bagian dari array tergantung sudut tumbukan yang dihasilkan, semakin kecil sudut tumbukan berarti halangan
semakin jauh juga sebaliknya. Kemudian sebagian dari susunan yang terkena pantulan akan memberikan output sinyal ke rangkaian processing-unit pada sensor, yang pada
akhirnya akan mengeluarkan output tegangan analog. Skema pantulan dapat dilihat pada Gambar 2.7.
2.3.2 Sensor Inframerah
Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti
bawah merah dari bahasa Latin infra, bawah, merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan
tiga order dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm.
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah
panjang gelombang 0,75 1.000 nm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 10 cm
-1
. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang
menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak
lurus dengan arah rambatan.
LED inframerah adalah suatu komponen yang tersusun dari sambungan PN yang akan memancarkan cahaya bila dialiri arus dengan bias maju. Proses pancaran
cahaya berdasarkan perubahan tingkat energi ketika elektron dan lubang bergabung atau berekombinasi di daerah N pada saat LED dibias maju. Selama perubahan energi
ini, proton akan dibangkitkan, sebagian akan diserap oleh bahan semikonduktor dan sebagian lagi akan dipancarkan sebagai energi cahaya.
Sensor inframerah yang digunakan pada robot ini adalah berupa photodioda. Photodioda digunakan untuk mendeteksi inframerah yang dipancarkan oleh objek
yang hendak diukur. Photodioda memiliki lensa yang berfungsi untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan pn. Konduktivitas dioda ditentukan langsung oleh
cahaya yang jatuh padanya. Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan pn menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole.
Universitas Sumatera Utara
Rangkaian dasar photodioda ditunjukkan dengan gambar 2.8. Photodioda dihubungkan seri dengan sebuah R dan dicatu dengan sumber tegangan DC. Arus
balik akan bertambah besar bila sebuah cahaya jatuh pada pertemuan pn photodioda dan arus balik
Iλ akan menjadi sangat kecil bila pada pertemuan pn photodioda tidak terdapat cahaya yang jatuh padanya.
Arus yang mengalir pada kondisi gelap disebut dark current sedangkan resistansinya ditentukan dengan hukum Ohm sebagai berikut:
R R
V R
I
Gambar 2.9 menunjukkan kurva karakteristik photodioda. Arus reverse ditentukan oleh tegangan balik. Arus balik ditunjukkan dengan sumbu Y dalam
satuan mA. Adapun kuat cahaya ditunjukkan pada sumbu X dengan satuan foot candles.
Gambar 2.8 Rangkaian dasar photodiode
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9 Grafik hubungan kuat arus reverse terhadap terang cahaya photodioda
2.4 Robot Bergerak Beroda